什么是modbus

Modbus是一种串行通信协议，最初由Modicon（目前属于施耐德电气公司）于1979年开发
Modbus协议是应用在Modicon产品上的，后来才被移植到其他产品上
Modbus协议的通信接口可以有多种选择，如RS232、RS485、以太网等

协议特点

支持主从方式，即主站、从站
Modbus协议主要分为两种格式，即Modbus RTU和Modbus ASCII,Modbus RTU使用二进制格 式传输数据，而Modbus ASCII则将数据以ASCII码形式进行传输。此外，Modbus还可以通过TCP/IP协议进行网络通信，称为Modbus TCP/IP。

协议格式

1. 起始地址（也就是常说的站号）
2. 功能码 （01，03，06，10，16等等）
3. 数据内容
4. 校验码（CRC16校验）

modbus-crc16校验原理方法

帧校验

在ModbusRTU和Modbus ASCII多数用的是帧校验，帧校验有两种，一种是ModbusRTU采用的CRC（循环冗余校验），另一种是Modbus ASCII采用的LRC（ 纵向冗余校验），这两种校验方式具体内容我们不再赘述，现在主要谈ModbusRTU通信协议的CRC校验的具体实现代码。ModbusRTU通讯数据（信息帧）的格式为：从站地址码（1byte）+功能码（1byte）+数据区（N bytes）+CRC校验码（2 bytes）。CRC寄存器为16位，它是经过CRC运算，然后高低位进行交换形成的。

CRC计算方法：

1.预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF(即全为1);称此寄存器为CRC寄存器;
2.把第一个8位二进制数据(既通讯信息帧的第一个字节)与16位的CRC寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器;
3.把CRC寄存器的内容右移一位(朝低位)用0填补最高位，并检查右移后的移出位;
4.如果移出位为0:重复第3步(再次右移一位);如果移出位为1:CRC寄存器与多项式A001(1010 0000 0000 0001)进行异或;
5.重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理;
 6.重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理;  
 7.将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低字节进行交换;

例子

//下面是5行示例crc16数据，前6个字节数据，后两个字节crc结果。
//F9 0C C2 36 13 2A 55 2A
// F9 0C C2 35 13 32 A5 20
//F9 0C C2 61 13 3A E5 36
//F9 0C C2 62 13 02 14 E4
// F9 0C C2 39 13 0A 64 F1

C#代码

/// <summary>
/// CRC校验，参数data为byte数组
///  CRC计算方法：
//1.预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF(即全为1); 称此寄存器为CRC寄存器;
//2.把第一个8位二进制数据(既通讯信息帧的第一个字节)与16位的CRC寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器;
//3.把CRC寄存器的内容右移一位(朝低位)用0填补最高位，并检查右移后的移出位;
//4.如果移出位为0:重复第3步(再次右移一位); 如果移出位为1:CRC寄存器与多项式A001(1010 0000 0000 0001)进行异或;
//5.重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理;
//6.重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理;
//7.将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低字节进行交换;
//下面是5行示例crc16数据，前6个字节数据，后两个字节crc结果。
//F9 0C C2 36 13 2A 55 2A
//	F9 0C C2 35 13 32 A5 20
//F9 0C C2 61 13 3A E5 36
//F9 0C C2 62 13 02 14 E4
//	F9 0C C2 39 13 0A 64 F1
/// </summary>
/// <param name="data">校验数据，字节数组</param>
/// <returns>字节0是高8位，字节1是低8位</returns>
public static byte[] CRCCalc(byte[] data)
{
	//1.预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF(即全为1); 称此寄存器为CRC寄存器;
	//crc计算赋初始值
	var crc = 0xffff;
	for (var i = 0; i < data.Length; i++)
	{
		//2.把第一个8位二进制数据(既通讯信息帧的第一个字节)与16位的CRC寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器;
		crc = crc ^ data[i]; //将八位数据与crc寄存器异或 ,异或的算法就是，两个二进制数的每一位进行比较，如果相同则为0，不同则为1

		//3.把CRC寄存器的内容右移一位(朝低位)用0填补最高位，并检查右移后的移出位;
		//4.如果移出位为0:重复第3步(再次右移一位); 如果移出位为1:CRC寄存器与多项式A001(1010 0000 0000 0001)进行异或;
		//5.重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理;
		for (var j = 0; j < 8; j++)
		{
			int temp;
			temp = crc & 1;
			crc = crc >> 1;
			crc = crc & 0x7fff;
			if (temp == 1) crc = crc ^ 0xa001;
			crc = crc & 0xffff;
		}
	}

	//CRC寄存器的高低位进行互换
	var crc16 = new byte[2];
	//CRC寄存器的高8位变成低8位，
	crc16[1] = (byte)((crc >> 8) & 0xff);
	//CRC寄存器的低8位变成高8位
	crc16[0] = (byte)(crc & 0xff);
	return crc16;
}

Demo源码下载

Mudbus协议CRC校验码C#Demo